[发明专利]一种无卤阻燃硅烷自交联聚烯烃电缆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃硅烷自交联聚烯烃电缆材料及其制备方法，主要应用于传输线等软电缆类产品，属于电缆料的生产工艺领域。

背景技术

聚烯烃电缆材料其本身具有优良的机械性能和加工性能，但聚烯烃材料本身易燃材料，当电能在线缆运输过程中受到内部故障或外部火源时，线缆很容易引发火灾，为了降低火灾损失，需要在材料中添加阻燃剂来实现电线电缆的阻燃效果。

电线电缆材料经交联后可提高材料的耐高温性、耐开裂性能、力学性能及阻燃性能。目前聚乙烯交联主要方法有三种：辐照交联法、过氧化物交联法和硅烷接枝交联法。辐照交联生产的交联聚乙烯纯度高，生产工艺简单，但设备昂贵、有辐射污染，生产工艺较难控制；过氧化物交联法对加工温度控制要求准确、精确，制造工艺稍有偏差产品的性能改变较大，造成的损失巨大。硅烷交联聚乙烯通过接枝或共聚在聚乙烯链上引入可交联的基团，然后再同构水解使其交联，不需要专用设备，普通挤出机就可以加工生产，工艺简单。

传统的两步法硅烷交联聚乙烯是：第一步首先采用双螺杆挤出机将硅烷接枝到聚乙烯分子链上，形成A料，其次将催化剂和聚乙烯在双螺杆挤出机混炼形成B料。第二步将A料和B料按一定比例混合后挤出，成型的产品在热水浴或水蒸气下进行水解交联。

已有硅烷交联低烟无卤产品大都为水煮或蒸汽交联反应，此过程费时耗能，水煮还会影响材料的电气性能和阻燃性能。中国专利CN102093625B公开了低烟无卤一步法硅烷自然交联聚烯烃电缆料及其制备方法，该方法缺点在于硅烷的接枝反应时在电缆厂家挤制电缆的单螺杆挤出机中发生，对于客户的挤出设备和挤出工艺要求很高，若接枝反应控制不好，特别容易出现不交联或预交联的情况。中国专利CN101245169B公开了免水煮低烟无卤阻燃硅烷交联聚烯烃组合物及其制备方法，该方法采用两步法制备硅烷自然交联低烟无卤聚烯烃阻燃料，但是其基料A在密炼机混炼过程中就加入了引发剂和硅烷，此过程阻燃复合材料的制备与树脂的硅烷接枝反应同时进行，在基料A制备的最后一步还加入引发剂与硅烷的复配溶液进行后吸收，在电缆挤制过程中仍会有副反应产生，产品质量不易控制。

发明内容

本发明的目的主要是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种低烟无卤硅烷自然交联阻燃聚烯烃电缆材料及其制备方法。

本生产方法生产的电缆绝缘材料环保，具有良好的阻燃性、耐热性、老化性能和加工性能好，制备工艺简单，能耗低，具有较好的经济效益，主要用于10KV及以下电力电缆绝缘层的生产，加工电缆时挤出速度快，制成的电缆表面光滑，柔软，综合性能较好。

本发明所述的硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆材料，由硅烷接枝料阻燃共混物A料、催化剂阻燃母料B料和高效阻燃母料C料按重量比80～85:3～5:10～17组成。

本发明的技术方案是：一种无卤阻燃硅烷自交联聚烯烃电缆材料，由A料、B料和C料组成；

所述A料的组成以及重量份数为：

所述B料的组分以及重量份数为：

所述C料的组分以及重量份数为：

所述的A料、B料和C料中的聚烯烃树脂选用低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属线型低密度聚乙烯中的一种或两种以上的混合。

所述A料、C料中的无卤阻燃剂选用红磷、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、磷氮系列阻燃剂中的一种或两种以上的混合。

所述的A料中交联剂选用乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷的一种。

所述的A料中的引发剂选用过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化苯甲酰中的一种；

所述的A料、B料和C料中的抗氧剂选用1010、1135、300、168、1076中的一种或两种以上的混合。

所述的B料中的高效催化剂选用正锆酸四丁酯、二辛基二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合。

所述的A料中的增塑剂选用乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯、马来酸酐接枝乙酸醋酸乙烯共聚物中的一种或两种以上的混合。

所述的B料中的加工助剂选用聚乙烯用润滑剂油酸酰胺、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种以上的混合。

所述的B料中的金属离子抑制剂选用草酰二胺、水杨酰胺、联氨二酰中的一种或两种以上的混合。

所述的B料中的金属氧化物为氧化锌、氧化铝、氧化锡中的一种或两种以上的混合。